重金属污染土壤植物修复研究进展

土壤重金属污染是当今世界面临的主要环境问题之一.植物修复定义为利用绿色植物去除环境中的污染物或使其无害化的生物技术.与传统环境修复技术相比,植物修复技术具有治理成本的低廉性,环境美学的兼容性,治理过程的原位性.本文主要对超富集植物的概念和特征、土壤重金属污染植物修复的方法和原理以及土壤重金属植物修复技术的强化措施进行了综述,并对植物修复的近期研究工作进行了展望.     

土壤中微塑料对重金属吸附作用的研究进展

微塑料可以改变土壤的物理性质,影响土壤功能,吸附重金属形成复合污染物。通过研究归纳土壤中微塑料吸附重金属的吸附机制,并分析了微塑料对重金属吸附能力的影响因素。微塑料对重金属的吸附机制主要是微塑料的表面性质、络合作用、官能团和分子作用力等多种机制并存。影响微塑料吸附重金属能力的因素主要有土壤中重金属性质、微塑料本身性质、土壤环境的pH和盐度、温度及滞留时间等。同时,分析土壤环境中微塑料吸附重金属的吸附机制及其相关影响因素,并展望土壤中微塑料—重金属复合污染物的联合效应,及实际环境条件的复杂特性等,从而为探索土壤中微塑料—重金属的复合污染机理提供参考,以及为农田土壤中风险防控和治理提供依据。     

土壤原位修复技术研究与应用进展

土壤原位修复技术是指不经挖掘,直接在污染场地就地修复污染土壤的土壤修复技术,具有投资低,对周边环境影响小的特点,是土壤修复的研究热点。土壤原位修复技术主要有淋洗,气相抽提（SVE）,多相抽提（MPVE）,气相喷射（IAS）,生物降解,原位化学氧化（ISCO）,原位化学还原,污染物固定,植物修复等。淋洗法主要用于治理高渗透性土壤中的重金属和难挥发降解的有机物。土壤气相抽提和喷射技术适用于处理土壤中的易挥发污染物,并有常与加热技术,生物处理技术等联用,可以起到促进污染物挥发,增氧促分解的作用。多相抽提法主要用于治理存在大量非水相流体的污染场地,可将土壤中有机相污染物直接抽出。生物降解有生物好氧降解、生物厌氧降解、生物还原降解多种,降解方式由污染物种类和地质条件决定。化学方法可将污染物氧化或还原为低毒无毒物质,周期一般较短。固定污染物可以直接加入药剂反应生成沉淀,也可制造合适条件使微生物生成可沉淀重金属的离子。植物修复主要用于富集重金属,成本低廉,但富集了重金属的植物体的有效利用尚待进一步研究。土壤原位修复需要因地制宜,灵活结合工期、污染情况、地质条件、地面设施等,得出最经济实用的修复方法,并在辅助提高技术上展开更多研究,使原位修复技术更经济有效。     

根际环境的调节与重金属污染土壤的修复

根际环境的pH和Eh会产生影响土壤中重金属的化学过程。pH的变化影响到重金属的固定和活化，根际的酸化能够活化大多数重金属，使其毒性增强；反之，则固定大多数重金属，减轻其毒性。Eh的变化可改变重金属的价态和存在形态，使其毒性减弱或增强。根分泌物可从多方面影响金属的毒性和有效性，如改变根际环境的pH值和Eh来改变金属的存在形态和活度；与金属络合或者吸附、包埋金属污染物；通过影响根际微生物特征来改变金属的毒性。根际环境中微生物能改变金属离子存在形态，其代谢产物能对金属离子产生沉淀、螯合等作用。土壤脲酶对重金属污染最敏感，可以用于监测土壤重金属污染。调控根际环境，可以有效地调节土壤中重金属污染物的活度、毒性及其转移，对重金属污染土壤起到修复作用。     

土壤重金属化学形态的生物可利用性评价

重金属化学形态是近年来土壤化学、植物营养和环境科学研究领域的一个热点和难点,利用重金属的化学形态分布和含量变化来评价重金属的生物可利用性,有利于全面研究重金属的危害性和治理重金属污染土壤。结果表明,水溶态和交换态的重金属易被生物吸收利用,而残留态重金属一般不被生物利用,其它形态如碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态和有机物结合态的生物可利用性主要取决于外界环境的变化。     

中国土壤重金属污染修复技术的专利文献计量分析

综述了国内外主要土壤修复技术,进行了技术经济比较分析。利用国家知识产权局专利检索系统,采用主题词检索,从重金属污染物种类、技术类型两个方面分析了中国土壤重金属污染修复技术的专利申请与授权状态。结果表明：土壤重金属污染修复技术以植物修复与微生物技术为主,其次为固定修复技术;土壤镉、铅、铜、砷的修复技术专利申请量明显高于其余重金属的;农田土壤重金属污染修复技术专利申请量明显高于场地重金属修复技术的;农田土壤重金属污染修复除降低土壤中重金属含量外,还可以从植物营养调控与土壤调理剂的角度降低农产品中重金属含量。最后,进行了土壤污染修复产业政策分析。     

土壤胶体对重金属运移行为的影响

累积在表层土壤中的重金属,在一定条件下可以向地下迁移,进而影响地下水水质.由于现有污染物运移预测模型对重金属等污染物在土壤中运移的预测与实际监测结果偏差巨大,土壤胶体对土壤重金属运移的影响越来越受到人们的重视.土壤胶体组成丰富,在土壤环境中广泛存在.土壤胶体能够与重金属等污染物质相结合,对重金属等污染物质的运移产生重要影响.土壤胶体运移和土壤胶体与重金属的相互作用受到水动力、pH、离子强度、胶体粒径、土壤含水率等多种物理化学条件的影响.本文综述了土壤胶体对土壤重金属运移影响的诸多因素,介绍了胶体作用下重金属等污染物在多孔介质中的运移模型,提出了当前研究中存在的问题,并对今后需要展开的工作提出了建议.     

广州市城市森林土壤重金属污染状况及其评价

城市森林土壤能储淤城市环境中的重金属污染元素,影响土壤环境质量.文章对广州市的城市森林区域中土壤重金属的污染状况进行研究,应用单项污染元素指数和综合污染指数对广州市城市森林土壤进行环境质量评价,结果表明:广州市机场高速林带林区土壤中As、Pb、Cd三重金属污染元素超标,广深铁路林带林区土壤中Cd重金属元素超标, 其他各林区严格控制环境重金属污染物未超标;帽峰山森林公园土壤重金属综合污染指数最低,表明森林群落对重金属污染元素的消减作用明显.土壤酶活性可以表征森林土壤中重金属污染状况,森林土壤中As、Cu、Zn含量与过氧化氢酶活性呈显著负相关性;对可能影响城市森林土壤重金属含量因素的10个因子进行主成分分析,建立了城市森林土壤环境质量评价综合模型.     

攀枝花市水系沉积物与土壤中重金属的地球化学特征比较

水系沉积物和土壤都是表生作用的产物,是环境中污染物质的重要受纳体,但两者在物质来源和受纳污染物方面又有不同。重金属通过不同方式进入到水系沉积物和土壤之中产生污染,对于区域环境具有重要的影响。为了了解攀枝花市水系沉积物和土壤中重金属元素地球化学特征的异同和污染状况,在攀枝花市范围内系统采集了水系沉积物和土壤样品,从环境地球化学角度,应用地球化学方法研究了攀枝花市水系沉积物及土壤中重金属的地球化学特征,应用地质累积指数法评价了污染情况,并对二者进行了比较研究。结果表明,攀枝花市水系沉积物中重金属的含量普遍高于土壤;水系沉积物和土壤中重金属的分布具有相似的特征;水系沉积物中重金属的污染程度高于土壤,但总体上来说,重金属的污染程度较小。两者的污染程度不同是因为接受污染物的方式不同;两者的分布趋势相同,说明具有相同或相近的污染来源。     

太湖西山碧螺春茶园重金属含量分布与评价

对太湖西山碧螺春茶园典型坡地土壤重金属Cd、Hg、As、Pb、Cr和Cu含量进行测定,探讨坡度、土地利用等自然地理特征对土壤重金属元素分布的影响,并对照NY 5199-2002有机茶产地环境条件中给出的有机茶园土壤环境质量标准和GB 15618-1995土壤环境质量二级标准对茶园土壤重金属污染状况进行分析与评价.结果表明,除Hg以外,其他重金属元素均达到有机茶园土壤环境质量标准.以有机茶园土壤环境质量标准为评价依据,碧螺春茶园土壤重金属综合污染指数为0.78,表明其重金属污染水平为尚清洁,污染等级为警戒级,主要污染物为Hg.     

电感耦合等离子体质谱法在土壤环境监测中的应用及进展

电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）作为高灵敏度的分析仪器,已被许多国家应用于环境监测中.本文综述了近年来电感耦合等离子体质谱在土壤样品分析测试中的应用,重点比较了土壤样品前处理中不同的消解体系和消解方式,介绍了激光熔蚀法、氢化物发生法和碰撞反应池技术等土壤环境监测中的新方法,以及ICP-MS在土壤环境监测中用于稀土元...     

土壤水蚀的环境效应:影响因素、研究热点与评价指标的评述

针对土壤水蚀过程,从其影响因素和环境效应产生的基本原理角度进行了分析,认为土壤水蚀是一个"受动"或"次生"过程,受到自然和人类活动因素的影响和制约;土壤水蚀的发生、发展也会影响本地和异地环境系统,表现出一系列环境效应.针对土壤水蚀环境效应的研究主要集中在水蚀过程对土壤质量、植物生产力与植被恢复、非点源污染风险、碳循环及全球变化的影响等方面.土壤水蚀环境效应评价的指标体系可以从"水"、"土"、"气"、"生"4大方面构建,由于地球表层固有的地域差异性以及研究目标的不同,很难形成能够适用于所有地理环境条件和情境的标准化指标体系.相比之下,基本指标加可选指标的模块化建构方式更具可操作性.具体指标及其数据获取和分析方法具有尺度性.     

施用城市污泥对土壤生态系统影响的研究进展

城市污泥的合理处置已成为目前环境科学研究领域中的重要课题。因污泥富含有机质和有效营养成分,对土壤改良有积极的促进作用,所以污泥的土地利用普遍被认为是一种积极、有效的处置方式。鉴于此,本文就国内外施用城市污泥对土壤生态系统的．影响及相关的过程和机理进行了综述。结果显示,施用污泥可改善土壤理化性质,提高土壤有机质和氮、磷等养分元素的含量,其改良作用因污泥类型而异。污泥对土壤重金属的积累有所影响,特别是在酸雨频发地区或者长期施用污泥,可能会带来重金属Gu污染的环境风险。污泥普遍有利于提高土壤酶活性,譬如土壤淀粉酶、脲酶和蔗糖酶活性,但污泥施用过量或时间延长,则会抑制多酚氧化酶和磷酸酶的活性,而污泥对过氧化氢酶的影响则不大。污泥对土壤微生物特性短期内有积极的影响,但长期则有负面作用。施用污泥可导致土壤动物活性的增加,但也会对一些土壤动物产生毒性,譬如异壳介虫属和弹尾目昆虫,而且污泥毒性不仅取决于污泥用量,土壤类型也起着重要作用。基于上述分析和评述,提出了未来研究展望如下：（1）针对污泥施用后土壤生态系统生物、物理和化学过程和机理进行系统、综合的基础研究;（2）对污泥土地利用进行长期的系统定位试验和环境监测,并对之进行环境风险评价;（3）对污泥稳定化处理技术的创新及其应用研究。     

森林土壤对几种重金属污染的"记忆"效应

采用一定浓度(40～120 mg·L-1)Cd、Cr、Pb的氯化物溶液多次浇灌森林土壤,研究受以前污灌影响而导致某次污灌后土壤对重金属的吸持率下降的效应--"记忆"效应.结果表明土壤对Cr和Pb环境容量大,"记忆"效应不明显.多次浇灌CrCl3溶液后,土壤剖面20 cm以下采样点约99%的Cr被土壤吸持;3次浇灌PbCl2后各采样点Pb浓度下降率维持在85%以上,但污灌次数进一步增加,则土壤的吸持率下降.Cd的环境容量较小,增加投入会很快使土壤上层对其吸附达到饱和,吸附带随之下移,对地下水的安全构成威胁.     

土壤溶解性有机质的生态环境效应

土壤生态环境是一个复杂的多介质多界面体系。现有的研究表明，DOM作为环境中重要的天然配位体和吸着载体，是一种非常活跃的化学物质，它将土壤中的矿物质、有机质与生物成分联系在一起，通过物理或化学作用改变金属与外源性化合物的环境行为，促进温室气体的排放，调节土壤养分流失，指示土壤质量，并对成土过程、微生物的生长代谢过程、土壤有机质分解和转化过程有着重要作用，已经成为土壤科学、生态科学和环境科学交叉领域的研究热点。文章系统地评述了DOM的组成特点及其环境效应，同时介绍了未来的研究方向及一些有待于进一步研究的问题。     

我国土壤环境质量研究几个值得探讨的问题

针对当前我国土壤环境工作情况,讨论了土壤环境质量研究中3个值得探讨的问题:土壤污染定义、土壤环境质量标准修订和土壤污染防治法立法.关于土壤污染的定义,目前尚无一致的认识.笔者在综合国内外主要观点的基础上提出了土壤污染的定义,并建议建立基于风险评估的土壤环境质量标准体系,认为目前宜制订土壤环境质量目标值、土壤(分别有农业、居住、工业用地土壤)环境质量指导值和土壤污染危害临界值3类标准值,同时分别提出了初步的制订方法.制定土壤污染防治法是我国建立一套行之有效的土壤环境管理体系的需要,笔者在技术层面上讨论了土壤污染防治法的制定问题.     

The environmental fate of thymol,a novel botanical pesticide,in tropical agricultural soil and water

In this study, the environmental fate of thymol, including hydrolysis, aqueous photolysis, soil sorption and soil degradation, was studied under conditions that simulated the tropical agricultural environment. This study was undertaken to supply basic information for evaluating the environmental risks of applying this new botanical pesticide to tropical crop production. The results showed that the hydrolysis of thymol was pH-dependent and accelerated by acidic conditions and high temperatures. However, the hydrolysis rate was far lower than the aqueous photolysis rate, indicating that direct photolysis is an important dissipation pathway for thymol in water. The sorption of thymol by three tropical soils was consistently well described by the Freundlich model, and the sorption coefficients increased in the order sandy soil < loamy soil < clay soil, a characterization that depended on the organic carbon contents of the soil. The soil degradation rate of thymol decreased in the order sandy soil > loamy soil > clay soil, which has a negative correlation with the sorption of thymol in soils. We concluded that the degradation rates of thymol in tropical soil and water are fast: thymol in water is photodegraded (50%) by sunlight within 28 h, and the thymol in soils is degraded (50%) within 8.4 d. Therefore, the environmental risk to the surrounding soils and water of thymol application for tropical crop production is low.     

农药在土壤环境中的行为研究

农药的迁移转化对土壤环境质量的变化有着重要的影响。文章从土壤环境中的农药出发,探讨了土壤中农药的转化过程,阐述了农药在土壤中的吸附与解吸行为以及各种因素对农药转化的作用,并提出了对农药行为的新的研究方向。     

天津市土壤中Cd、Hg、As、Pb、Cu、Zn、Ni环境标准制订

依据天津市土壤环境背景值资料及元素浓度生态效应、土壤环境质量的功能分区与标准分级，根据天津市环境现状，制订出了4级土壤环境标准。     

陕西省泾惠渠灌区土壤重金属污染累积趋势预测

在对泾惠渠灌区农业生态环境污染现状调查的基础上,以灌区土壤中Cd、Hg、Pb、Cr、As、Cu、Zn为评价因子,通过建立模型,预测和分析了施肥、灌溉等农事活动对土壤中重金属环境容量及累积趋势的影响。结果表明,从2007年到2050年,泾惠渠灌区耕层土壤中Cr增加了4.87%,As7.61%,Pb11.7%,Hg26.4%,Zn30.3%,Cd68.1%,Cu83.2%;各重金属元素的总静环境容量由大到小依次为Zn〉Pb〉Cu〉Cr〉As〉Hg〉Cd,其中Zn的环境容量高出Cd的270倍;灌区土壤用完现存容量所需要的时间Zn最短,只有52a,其次是Cu,为54a,Hg最长,可达572a,但就现存容量所占的比例来看,灌区土壤中As和Zn的现存容量所占比例最小。